遗传因素在速度滑冰运动员选材中的应用

李丽，赵玉华

（哈尔滨体育学院 运动人体科学系，黑龙江 哈尔滨 150008）

随着分子生物学、遗传学的深入研究，国内外学者在与运动能力相关的特定性状的遗传度和个体对运动训练敏感度的差异方面作了大量的研究工作,发现某些身体素质如力量、速度和耐力及其发展潜力具有相当高的遗传度［1］。科学的运动选材已成为影响竞技运动水平提高的三大要素之一(科学选材, 科学训练, 科学管理)［2］,通过选材可以最大限度地节省时间和财力，促进我国体育事业的发展。

1 速度滑冰项目的特点

1.1 速度滑冰项目的介绍

速度滑冰是指在规定距离内以竞速为目的的滑冰比赛，或者说是以冰刀为用具在冰上进行的一种竞速运动［3］。比赛项目为男子500m、1500m、3000m、5000m及10000m；女子500m、1000m、1500m和3000m以及男、女接力和全能比赛。我国速滑运动主要开展于北方城市，运动员的训练水平与世界优秀选手还有些差距，但在一些项目中也表现出优势。

1.2 速滑项目的技术特点

速滑运动由于距离不同，对运动员的身体素质及技术要求有所不同。主要包括直道和弯道技术。如姿势、蹬冰、摆臂与着冰、步频与节奏。根据各项的特点来改变滑跑姿势、滑跑步频和步长、每步蹬冰用力程度以及动作节奏等因素。

1.3 速滑项目的供能特点

速滑运动是属综合性体能项目，负荷时间大约在35s—17min。除500m外平均血乳酸达到并超过11mmol/L。说明此项运动强度较大，3000m、5000m和10000m属长距离项目以有氧供能为主，但其中无氧供能也占有相当比例。500m和1000m属极限强度无氧代谢，以磷酸原和糖酵解无氧供能。1500m属于中距离项目，所需的能量物质来自于有氧和无氧供能。速滑运动员对于有氧和无氧的供能要求都是很高的，所以速滑运动员有氧和无氧能力的遗传选材尤为重要。

1.4 速滑运动员身体素质的特点

速滑运动员陆地身体素质与冰上运动成绩的相关系数较大。有人统计过上百人的资料，最后得出在少年时期陆地身体素质与冰上成绩相关系数大约是0.8［4］。通过速滑项目的技术分析和供能特点的分析得出速滑运动员身体素质的要求主要集中于速度、力量、耐力、灵敏素质。另外平衡能力和协调性也必不可少。身体素质的遗传度见表1［4］。

表1 身体素质的遗传度

从表中得出身体素质中耐力素质、速度素质的遗传度较高。如无氧耐力的遗传度高达85%，而动作潜伏时的遗传度高达86%。其它身体素质也存在不同程度的遗传。说明运动员利用遗传指标进行科学选材十分重要的。

2 身体素质的遗传选材

2.1 与耐力相关的基因多态性研究

与耐力相关的基因多态性研究最多的是ACE 基因(血管紧张素转换酶基因) 。人的ACE基因位于染色体为单拷贝基因，全长21kb，含26个外显子及25个内含子。近年研究发展位于第16内含子的一段287bp的Alu序列的插入/缺失（I/D）有多态性。此多态性对心室质量有显著的影响，增加心输出量和心肌毛细血管的密度，特别在骨骼肌中可缓解运动时的局部出血，维持工作能力与运动员的耐力相关。1998年，Montgomery 等人 通过25 名优秀的登山运动员和1906 名健康男性进行对比调查,结果显示,登山运动员与正常人不论在基因型频率还是等位基因频率上均有显著差异( P ＜ 0102 和P ＜ 01003) , I型要显著高于D 型，他们更进一步发现在登上过8000米以上高峰的15 名顶级登山选手中，无一人为D 型纯合子［5］。1998 年Montgomery 等人又证明了I/ D 型对于可训练程度也有影响［6］。1999 年，Montgomery 等人在英国的91 名奥运会预备选手中调查I/ D 基因型频率，这些人都是赛跑运动员，I 等位基因的频率随着参赛长度的增加而升高，参加200m跑的选手中I 等位基因频率为0.35，参加400～3000m的选手中为0.53，参加5000m以上的选手中则为0.62［7］。2001年Ranki2nen Tuom 等人在476 名高加索人和248 名黑人中进行调查，以潮气量、心率等指标为测量标准,通过20周的训练前后对比，分析得到的结果并不支持ACE I/ D 与可训练度相关［8］。说明不同运动项目尤其是混合供能的项目运动相关基因的多态性需进一步深入研究。耐力相关基因的研究还有许多，如ADRA2A 基因(肾上腺素能受体基因) 是继ACE 后发现的又一个与有氧耐力可能相关的基因。

2.2 与速度相关的基因多态性研究

迄今为止，仅有一篇关于ACTN(α- 辅肌动蛋白) 的论文报道了与速度相关的基因多态性的研究。ACTN基因是肌动蛋白的结合蛋白，在骨骼肌中主要分布于Z线，类似致密体有三种形式—ACTN1，ACTN2，ACTN3，已被证实ACTN3基因16号外显子的第1747核苷酸发生了C到T的突变，产生终止密码子。研究表明速度性运动员577R等位基因频率高于普通人［9］。

2.3 与力量相关的基因多态性研究

力量相关的基因多态性研究很少且不深入。据报道CNTF（睫状向神经营养因子）的多态性与骨骼肌功能有很大的关系，CNTF(睫状向神经营养因子)多态为G/A明显大于多态为G/G和A/A的人。CNTF基因多态为G/ A 的人，肌肉力量和爆发力明显大于多态为G/ G和A/ A 的人，提示可以用CNTF 基因多态标记来对力量素质进行选材［9］。与身体素质相关基因的研究还处于初级阶段，可根据现有的条件和仪器设备来进行。从基因的角度进行选材更具有科学性和客观性，但基因选材势必成为未来运动选材的主要手段。

3 运动能力的遗传选材指标

3.1 无氧耐力与运动能力

无氧耐力是指较长时间依靠糖酵解系统进行工作的能力。对于速滑运动员来说，无氧运动能力（尤其是无氧耐力）对成绩的影响是十分重要的。无氧耐力的主要影响因素为长时间耐受乳酸的能力。孪生子、同胞兄妹的研究数据表明，无氧运动能力具有显著的家庭相似的特征，MZ 对于每单位体重和每FFM(Fat2freemass 瘦体重) 的相关系数分别为0.88和0.77，DZ相关系数为0.58 和0.44；同胞兄妹之间为0.46 和0.30，通过这组数据的对比，充分表明遗传因素对无氧运动能力有重要影响。无氧能力可应用冰上7圈滑行后血乳酸测试结果来评定速滑运动员的无氧能力水平［10］。

3.2 最大摄氧量与运动能力

最大摄氧量是人体在大部分肌肉参与下单位时间内摄取氧的最大量。它是评定运动员有氧能力的重要指标。最大摄氧量的影响因素主要集中于氧运输系统和肌肉组织对氧的利用情况。最大摄氧量作为评定运动员有氧代谢系统的重要指标，运动员最大摄氧量的数值会直接影响到以有氧代谢供能为主的运动项目的成绩。而此指标所遗传度影响高达90%以上（同卵单生）。我国优秀男、女速滑运动员水平低于国外优秀选手，国外男子达80～88ml/kg.min，女子达68～75ml/kg.min，说明我们在选材和训练上都要重视最大摄氧量的测定。最大摄氧量可分为间接测定和直接测定法，现在有许多仪器都可完成如心肺功能测定仪等。

4 结束语

遗传选材是当今研究的热点，随着科研仪器和研究方法不断地创新与发展，利用基因多态星进行选材能够挖掘速滑运动的潜力，配合科学地系统地训练，使其更快地达到运动技术的高峰，为速滑运动的发展做出贡献。

［1］张传芳.人类体能与遗传［J］.遗传学报, 2004 ,31 (3) : 317-324.

［2］刘献武.运动才能遗传学概论［M］.广州:广东高教出版社, 2000.

［3］朱志强.冰雪运动［M］.北京:人民体育出版社,2000: 5-1.

［4］曾凡辉.运动员科学选材［M］.北京:人民体育出版社, 1992:24.

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［6］Woods DR,Brull D, Emontgomery H.Endurance and the ACEI/D polymorphism.Science Progress, 2000, 83 (4) : 317-336.

［7］Myerson Saul,Hemingway Harry, Budget Richard,martin John, Humphries Steve,Montgomery Hugh.Humanangiotens in I2con2verting enzyme gene and endurance performance. Journal of A p2plied Physiology,1999, 87 (4) : 1313-1316.

［8］Rankinen Tuomo, Perusse Louis, Gagnon Jaques,Chagnon Yvon2C, Leon Arthur S, Skinner James S, Wilmore Jack H, Rao D C, Bouchard Claude. Angiotensin2converting enzyme ID polymorphism and fitness phenotype in the HERITAGE Family Study. Journal of A. pplied Physiology, 2000, 88 (3) : 1029-1035.

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［10］冯连世.优秀运动员身体机能评定方法［M］.北京:人民体育出版社, 2003: 594-597 .